Staroveký namíbijský kameň by mohol byť kľúčom k budúcim kvantovým počítačom

Špeciálna forma svetla vytvorená pomocou starého namíbijského drahokamu by mohla byť kľúčom k novým kvantovým počítačom založeným na svetle, ktoré by mohli vyriešiť dlhoročné vedecké záhady, tvrdí nový výskum pod vedením University of St Andrews.

Výskum realizovaný v spolupráci s vedcami z Harvardskej univerzity v USA, Macquarie University v Austrálii a Aarhus University v Dánsku bol publikovaný v r. prírodný materiálPoužíva sa prirodzene ťažený oxid meďný (Cu).₂o) Drahokam z Namíbie na výrobu Rydbergových polaritónov, najväčších hybridných častíc svetla a hmoty, aké boli kedy objavené.

Rydbergove polaritóny nepretržite prechádzajú zo svetla do hmoty a späť. V Rydbergových polaritónoch sú svetlo a hmota ako dve strany mince a hmotná strana spôsobuje, že polaritóny navzájom interagujú.

Táto interakcia je dôležitá, pretože umožňuje vytváranie kvantových simulátorov, špeciálneho typu kvantového počítača, kde sa ukladajú informácie. kvantové bity, Tieto kvantové bity, na rozdiel od binárnych bitov v klasických počítačoch, ktoré môžu byť iba 0 alebo 1, môžu mať akúkoľvek hodnotu medzi 0 a 1. Môžu teda uchovávať množstvo informácií a môžu vykonávať viacero procesov naraz.

Táto schopnosť by mohla kvantovým simulátorom umožniť vyriešiť dôležité záhady vo fyzike, chémii a biológii, napríklad ako vyrobiť vysokoteplotné supravodiče Pre vysokorýchlostné vlaky, ako sa dajú vyrobiť lacné hnojivá na potenciálne riešenie globálneho hladu alebo ako proteíny uľahčujú výrobu účinnejších liekov.

Vedúci projektu Dr. Hamid Ohdi z Fakulty fyziky a astronómie na Univerzite St. Andrews hovorí, že „Vytvorenie kvantového simulátora so svetlom je svätým grálom vedy. V tomto smere sme urobili obrovský skok vpred vytvorením Rydberg polariton, jeho hlavná zložka.“

Na vytvorenie Rydbergových polaritónov výskumníci zachytili svetlo medzi dvoma vysoko reflexnými zrkadlami. Kryštál oxidu meďnatého z kameňa ťaženého v Namíbii sa potom stenčil a vyleštil, aby vytvoril 30 mikrometrov hrubú dosku (tenšiu ako prameň ľudských vlasov) a vložil medzi dve zrkadlá, takže Rydbergove polaritóny boli predtým zobrazené. 100-krát väčšie .

Jeden z hlavných autorov, Dr. Sai Kiran Rajendran z Fakulty fyziky a astronómie na University of St. Andrews, hovorí, že „nákup kameňov na eBay bol jednoduchý. Výzvou bolo vytvoriť Rydbergove polaritóny, ktoré existujú vo veľmi úzkom farebná škála.“

Tím v súčasnosti tieto metódy ďalej zdokonaľuje, aby preskúmal možnosť budovania kvantových obvodov, ktoré sú ďalším komponentom. kvantový simulátor,